Водовідлив і водозниження

§ 3. Водовідлив і водозниження

У відносинах грунтах виїмки розробляють за умови влаштування водовідливу або штучного зниження рівня грунтових вод.

Відкритий водовідлив здійснюється в щільних, добре дренуючих грунтах, шляхом відкачування води діафрагмовими, поршневими або відцентровими насосами безпосередньо з виїмки в процесі розробки грунту нижче рівня грунтових вод, а також після досягнення проектного рівня для безперешкодного виконання наступних робіт (влаштування фундаментів, прокладання труб і т . д.).

Для збору води дну котловану або траншеї надають невеликий ухил у бік водозбірних приямків (зумпфів), що влаштовуються в межах виїмки або поза нею.

Стінки приямків кріплять шпунтом або дерев'яними ящиками без дна розміром 1x1 м; на дно приямків насипають фільтруючий матеріал (щебінь або гравій).

При необхідності додатково по контуру дна котлованів влаштовують відкриті водопідвідний канави, що виконують роль дренажу, які засипають гравієм.

Відкритий водовідлив є найбільш простим і економічним способом водопониження, але має обмежене застосування внаслідок того, що в виїмці практично майже завжди присутня вода, що ускладнює проведення робіт і сприяє порушенню природної структури підстави.

Тому в багатьох випадках доводиться вдаватися до штучного зниження рівня грунтових вод.

Для цієї мети застосовують легкі голкофільтрові установки, що дозволяють при одноярусному розташуванні знизити рівень грунтових вод на 4. 5 м, а при двоярусному - на 7. 9 м; установки з вакуумним водозниження; ежекторні іглофільтри, що забезпечують зниження дзеркала грунтових вод на 16. 20 м і трубчасті колодязі з глибинними насосами, які відкачують воду з ще більших глибин.

Легкі голкофільтрові установки (Ліу) застосовуються переважно для осушення піщаних грунтів з коефіцієнтом фільтрації 1,5. 2 м / сут. У комплект Ліу входять іглофільтри (до 100 шт.), Водозбірний колектор діаметром 150 мм і для забезпечення безперебійної роботи установки - два відцентрових насоса, один з яких резервний

Голкофільтр є трубою діаметром 38 мм, довжиною до 8,5 м. До нижнього кінця якої приєднано фільтрову ланка, що складається з двох труб: внутрішньої, яка є продовженням загальної труби діаметром 38 мм, і зовнішньої, діаметром 60 мм з рівномірно розподіленими отворами для пропуску води. Зовнішня труба по спіралі обмотана дротом діаметром 3 мм і покрита фільтрової і захисної сітками. Фільтрову ланка закінчується наконечником, всередині якого розміщені кульової та кільцевої клапани.

Іглофільтри найчастіше занурюють .в грунт гідравлічним способом. Вода, що нагнітається по внутрішній трубі під тиском до 0,3 МПа, відштовхує кульовий клапан (кільцевий клапан в цей же час піднімається і закриває зазор між зовнішньою і внутрішньою трубами) і, вийшовши з наконечника, розмиває грунт навколо голкофільтра, виносячи його частки на поверхню . При погойдуванні і поворотах голкофільтр легко занурюється під дією власної ваги.

У більш щільних грунтах, слабо віддають воду (з коефіцієнтом фільтрації менше 1,5 м / добу), іглофільтри встановлюють в попередньо пробурені свердловини; для поліпшення припливу води в свердловину навколо голкофільтра підсипають піщано-гравійну суміш.

При відкачці води під впливом вакууму кульовий клапан спливає, а кільцевої опускається, відкриваючи шлях ґрунтовій воді, яка надходить через фільтраційну сітку і отвори в зовнішній трубі в голкофільтр і далі в колектор.

Іглофільтри встановлюють по периметру осушуваного котловану на відстані 0,5 м від бровки укосу. Якщо потрібно знизити рівень грунтових вод більш ніж на 4 м, іглофільтри монтують в два яруси.

Вузькі траншеї глибиною до 4,5 м осушують одним рядом голкофільтрів, ширші - двома рядами, що встановлюються по обидва боки траншеї. При поточному веденні робіт застосовують два комплекти голкофільтрів. На одній ділянці траншеї, осушеному першим комплектом голкофільтрів, виробляють роботи по влаштуванню фундаментів (прокладці трубопроводів), в той же час з попереднього ділянки, де роботи закінчені, знімають і переставляють на другу ділянку другий комплект голкофільтрів.

Установки з вакуумним водозниження (УВВ) доцільно застосовувати при коефіцієнті фільтрації від 1 до 0,01 м / сут. Сутність вакуумного водопониження полягає в тому, що на відміну від водозниження легкої голкофільтрових установкою, де відцентровий насос створює в грунті позитивне надлишковий тиск, в фільтровому ланці вакуумного голкофільтра і в навколишньому грунті створюється і безперервно підтримується вакуум, що сприяє більш інтенсивному зниженню дзеркала грунтових вод.

Водоповітряних суміш надходить в голкофільтр і відкачується вакуум-насосом. З огляду на те що повітря в грунті недостатньо, для нормальної роботи насоса через трубку, що проходить всередині голкофільтра, до наконечника додатково подається атмосферне повітря.

У глинистих водонасичених грунтах з коефіцієнтом фільтрації менше 0,1 м / сут, де звичайна голкофільтрових установка малоефективна, застосовують метод, заснований на явищі електроосмосу, т. Е. Переміщення води в ґрунті під впливом пропускається через нього постійного струму. Додатково до голкофільтрових установці з боку котловану паралельно ряду голкофільтрів занурюють труби діаметром 38 мм або стрижні з арматурної сталі, які підключаються в ланцюг до позитивного полюса мотор-генератора з напругою 30. 60 В. голкофільтрами приєднуються до його негативного полюса. Під дією електричного струму вода, що міститься в порах грунту, переміщається в сторону голкофільтрів. В результаті збільшується Водовіддача глинистого грунту, оскільки витягується не тільки гравітаційна, а й капілярна вода.

Ежекторні голкофільтрові установки (ЕіУ) застосовують для зниження рівня ґрунтових вод з коефіцієнтом фільтрації від 1 до 40 м / сут з глибини до 20 м.

Ежекторний голкофільтр складається з колони надфільтрової труб, фільтрового ланки, колони внутрішніх труб, до нижнього кінця яких прикріплено ежекторне пристрій - дифузор з насадкою.

Ежекторний голкофільтр монтують в певній послідовності. Спочатку гідравлічним способом (як і легкі іглофільтри) в грунт занурюють раніше зібрану колону зовнішніх труб з фільтровим ланкою. У занурену до проектної позначки зовнішню трубу опускають колону внутрішніх труб з ежекторним пристроєм, після чого голкофільтр підключають до трубопроводів системи.

При роботі установки в кільцевий простір між зовнішньою і внутрішньою колонами труб голкофільтра під тиском 0.6. 1 МПа подають «робочу» воду, яка спрямовується в насадск. Біля виходу з насадка, в результаті різкого зростання швидкості руху робочої рідини, створюється розрідження, під дією якого через вільні прорізи (вікна) засмоктується грунтова вода, що пройшла попередньо через гофрований фільтр. Обидва потоки води змішуються і надходять в дифузор; потім вода по внутрішній трубі і колектора направляється в водозбірний бак, з якого надлишок її відкачується низьконапірним насосом, а решта використовується знову як робоча вода для харчування голкофільтрів.

У слабофільтрующіх грунтах ежекторні іглофільтри монтують в заздалегідь пробурених свердловинах під захистом обсадних труб. Монтаж здійснюють над пробуреної свердловиною. Спочатку збирають і опускають зовнішню колону труб, потім внутрішню з ежекторним пристроєм. Підтримуючи голкофільтр в зборі на вазі, засипають простір між зовнішньою колоною труб і обсадної трубою на 2. 3 м піщано-гравійної сумішшю і, відповідно, на таку ж висоту піднімають обсадних труб. У верхній частині свердловини влаштовують глиняний тампон.

Трубчасті колодязі з глибинними насосами застосовують для зниження ґрунтових вод більше ніж на 20 м, а також при коефіцієнті фільтрації більше 40 м / сут в разі великої товщини водоносного шару і тривалих термінах відкачування. По периметру майбутньої виїмки пробуривают свердловини, в які занурюють трубчасті колодязі (обсадні труби) діаметром 200. 400 мм з пристроєм піщано-гравійної подушки висотою 0,2. 0,3 м. У кожній криниці встановлюють погружной насос, що опускається разом з двигуном в свердловину нижче рівня води. Застосовуються також артезіанські насоси (АТН-8, АТН-10 і ін.) З довгим валом і електродвигуном, розташованим над гирлом свердловини.

Відкритий водовідлив. Водозниження при будівництві опускних колодязів

Під час риття котлованів і траншей в умовах ґрунтових вод виробляють відкритий водовідлив або штучне водозниження. Відкритий водовідлив.
www.bibliotekar.ru/spravochnik-127-fundamenty/77.htm